2024届高考物理一轮复习：带电粒子在磁场中运动的问题——正则动量 课件（共13张PPT）

(课件网) 一轮复习：“正则动量” 解决带电粒子在磁场中的运动问题 2024.6 2023.1 2024.1 近年真题浏览 2023.6 Ⅰ Ⅱ Ⅲ d v0 O θ θ C D Q B 法线 φⅠ φⅢ P 法线 任务一：认识规律 [2023.6浙江]如图所示，平面(纸面)的第一象限内有足够长且宽度均为L、边界均平行轴的区域I和II，其中区域存在磁感应强度大小为B1的匀强磁场，区域II存在磁感应强度大小为B2的磁场，方向均垂直纸面向里，区域II的下边界与轴重合。位于(0，3L)处的离子源能释放出质量为、电荷量为、速度方向与轴夹角为 60°的正离子束，沿纸面射向磁场区域。不计离子的重力及离子间的相互作用，并忽略磁场的边界效应。 (2)若B2=2B1，求能到达处的离子的最小速度v2; 解：(2)若，根据，可知 粒子在磁场中运动轨迹如图，设 与磁场边界夹角为α，由几何关系得 解得 根据，解得 任务一：认识规律 什么是正则动量？ 粒子受洛伦兹力大小为 动量定理 两边累加求和可得： 任务一：认识规律 代入得 任务二：提炼方法 例1.如图所示，两导体板水平放置，两板间的电势差为U，带电粒子质量为m、电荷量为q，以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化而变化的情况为( ) A.d随v0的增大而增大，d与U无关 B.d随v0的增大而增大，d随U的增大而增大 C.d随U的增大而增大，d与v0无关 D.d随v0的增大而增大，d随U的增大而减小 正则动量什么时候用？怎么用？ 注意矢量正负！ v v0 vy v v0 vy x y 1.判断场景 涉及磁场中距离和速度变化的问题 2.建坐标系 一般选择进入磁场的入射点作为坐标原点 3.明确始末 哪两点间距离？ 哪两点的速度？ 4.布列方程 与距离相垂直方向上的动量定理方程 任务二：提炼方法 笋干缪撒！ ◆几何法 ◆正则动量 任务二：提炼方法 由x方向动量定理得： 任务三：学而习之 例2.[2023.6浙江]如图所示，平面(纸面)的第一象限内有足够长且宽度均为L、边界均平行轴的区域I和II，其中区域存在磁感应强度大小为B1的匀强磁场，区域II存在磁感应强度大小为B2的磁场，方向均垂直纸面向里，区域II的下边界与轴重合。位于(0，3L)处的离子源能释放出质量为、电荷量为、速度方向与轴夹角为 60°的正离子束，沿纸面射向 磁场区域。不计离子的重力及离子间的相 互作用，并忽略磁场的边界效应。 (2)若B2=2B1，求能到达处的离子的 最小速度v2; 无尺无规！ ◆几何法 ◆正则动量 任务三：学而习之 由x方向动量定理得： 解：根据，可知 粒子在磁场中运动轨迹如图，设 与磁场边界夹角为α，由几何关系得： 解得 根据， 解得 任务三：学而习之 例3.[2024.9嘉兴基测]如图所示，在xOy坐标平面的第三象限内存在一个与x轴平行的线状粒子源S，其长度为2R，右端紧靠y轴，可以连续不断的产生无初速的沿粒子源均匀分布的电量为+q、质量为m的粒子，粒子经匀强电场加速获得初速度v0后，进入一垂直纸面向外的圆形磁场区域，圆形磁场区域与y轴相切，圆心O′坐标为（ R，0）。已知对准O′射入圆形磁场的粒子将沿着x轴射出。在xOy坐标平面的第一象限内依次存在三个宽度均为d、方向垂直纸面向里的磁场区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，三区域的磁感应强度之比为6∶2∶1，区域Ⅲ的右边界安装了一竖直接地挡板，可吸收打在板上的粒子。已知从O点射出、方向与x轴成30°的粒子刚好经过区域Ⅰ的右边界（未进入区域Ⅱ）。不计粒子的重力和粒子间的相互作用，求： （1）圆形磁场的磁感应强度大小B0； （2）Ⅰ区域的磁感应强度大小B1； （3）能从O点出射、方向与x轴成θ的粒子刚好经过区域Ⅱ 的右边界（未进入区域Ⅲ），求θ的正弦值； （4） ... ...